CN109493597B - 一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，以运行在区块链上的优先通行智能合约为核心，完成对车辆通行优先权的释放和解除，实现交管平台对车辆行驶特权的综合管理，以实现救助车辆的快速通行，保证患者的按时送达；通过将智能合约的优势应用到权限转接的记录上来，在充分利用闲散车辆资源的情况下，保证了去中心化和受到公众监督，权限不被滥用，实现了资源的综合利用。

Description

一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略

技术领域

本发明属于区块链智能合约与车联网领域，具体为一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略。

背景技术

根据城市调查报告，中国城市内救护车数量供不应求，每5万到～10万城市居民配置一辆救护车的标准无法满足15分钟内患者及时就医的要求；即便是中国的一线发达城市，形势也十分严峻，以上海为例，对上海市120调动指挥中心调查显示，中心城区多辆110救护车的出车量已达400多次，但120热线还在一刻不停接进电话，排队人数平均稳定在15人以上，面临着120不堪重负、市民叫车难等问题。但是受限于车辆成本、人员成本以及其带来的管理问题，救护车的数量已经很难再有提升；另一方面，中国私家车闲置量很大，如何对闲置的私家车进行有效管理使得私家车能够参与到疾病拯救中来，并且在救助过程中能够完全具备急救车辆的通行权限，在急救完成后能够及时释放该权限，是我们急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能合约共享救助车辆优先通行的方法，通过将区块链，智能合约以及车联网技术相结合，实现优先通行权限的交接与备案，并能在送达患者后有效撤回该优先通行权限，解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，包括以下步骤：

步骤1，优先通行车辆平台选择救助车辆；

步骤2，优先通行车辆平台发送救助车辆信息和患者位置信息至优先通行智能合约，向交管平台提交优先通行权限申请；

步骤3，交管平台访问优先通行智能合约，对新申请的救助车辆进行授权确认和路径规划，并对路边单元设备进行广播数组规划；

步骤4，交管平台将路径数组、广播数组和救助车辆节点信息添加至优先通行智能合约；

步骤5，救助车辆依据路径数组，送患者就医；路边单元设备进行数据转发，对规划路径内的车辆进行广播和避让提醒；

步骤6，救助车辆到达目的地后，交管平台撤销救助车辆的优先通行权限。

进一步的，所述步骤1具体方法为：优先通行车辆平台根据患者的位置信息对车辆进行筛选，仅向与患者同区域的管辖车辆发送出车请求，车辆通过终端接收到出车请求后进行确认，响应时间最短的车辆即被优先通行车辆平台选定为救助车辆。

进一步的，所述步骤1还包括，救助车辆等待设定的时间后开始查询优先通行智能合约中的路径数组，依照所规划的路径数组送患者就医。

进一步的，所述步骤2中，所述优先通行智能合约通过区块链进行管理；优先通行车辆平台访问区块链向优先通行智能合约提交救助车辆优先通行的权限申请。

进一步的，所述步骤3中授权确认的具体方法为：交管平台访问优先通行智能合约，比对救助车辆是否已经注册，当用户账号为已注册账号时，授予救助车辆优先通行权限。

进一步的，所述步骤3中路径规划的具体方法为：交管平台对辖区内所有主干道路按序编号，根据实时交通状态，对编号后的道路顺序排列，得到路径数组。

进一步的，所述步骤3中广播数组规划的具体方法为：交管平台依据路径数组对所有的路段进行状态标识，将路径数组的路段标记为激活状态，其余路段均为非激活状态。

进一步的，所述步骤4中，救助车辆的节点信息包括救助车辆的区块链账户地址和该车辆的授权状态。

进一步的，所述步骤5中，路边单元设备单元按照设定的时间间隔查询优先通行智能合约中的广播数组，以确认其所属路段是否为激活状态，当其所在路段为激活状态时，路边单元设备启动广播，提醒其他车辆避让；当其所属路段为非激活状态时，路边单元设备继续按照设定的时间间隔查询优先通行智能合约。

进一步的，所述步骤6的具体方法为：优先通行车辆平台得到救助车辆到达目的地的信息后，优先通行车辆平台向优先通行智能合约发送撤销优先通行权限申请，交管平台查询到申请后撤销对应车辆的优先通行权限。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

本发明通过优先通行车辆平台来实现对私家车辆进行统一管理；交通管理部门对交管平台进行统一管理；所建立的优先通行智能合约，作为救助车辆、交管平台和优先通行车辆平台的中介，使得交管部门所管理的交管平台能够实现对优先通行车辆平台所管辖的私家车进行合理调用，让这些私家车能够参与到病患的营救中来，进而解决现有的急救车辆不够用和私家车辆闲置的问题，缓解急救车辆紧缺的现状，使城市内的快速就医成为可能；再通过将区块链作为智能合约的运行平台，将区块链去中心化、不可逆性以及公开透明等优点通过优先通行智能合约应用到权限转接的记录上来，其权限不可更改，从而保证了去中心化和受公众监督，且权限不被滥用，以此来赋予优先通行车辆平台下辖车辆以优先通行权，在具备了优先通行权限后，私家车便可以像急救车一样提高行驶的效率，使得对病患的营救更为及时；交管平台所管辖的RSU通过查询优先通行智能合约可以参与到数据转发，提前对救助车辆所要经过的线路进行广播避让提醒，减缓救助车辆通行的阻力，提高救助车辆的通行效率；在救助车辆将病患送至目的地后，优先通行车辆平台向优先通行智能合约发送优先通行权限的撤销申请，这样交管平台可以实时解除相应车辆的优先通行权限，保证了权限不被滥用。

进一步的，本发明使用区块链作为数据库载体，在无第三方中介的情况下，保证了车辆收发数据以及权限交接数据的可信性，数据无法被修改，便于公共社会对其进行监管。

进一步的，本发明首次提出了交通控制权限的交接，将车联网技术加入进来，为其他社会车辆的快速出行提供样板，在社会中进一步发展应用，具有很好的社会价值。

附图说明

图1为本发明中优先通行智能合约的组织结构图；

图2为本发明中优先通行方案的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

区块链技术是一种全节点共享的去中心化的事务性的分布式数据库，它包含一张被称为区块的列表，有着持续增长并且排列整齐的记录。每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的哈希散列，这一设计保证区块链上记载的数据一旦记录下来，就变得难以更改。区块链具有去中心化、不可逆性、公开性等显著特征，适宜在对信任、安全较高的场景中使用。本发明中区块链是智能合约以及授权变量的记录保存数据库，函数方法的运行平台；同时考虑到使用的泛用性和便捷性，本发明中选择泛用性最高的以太坊区块链作为数据中心，对优先通行智能合约进行管理。

普通救助车辆在路上行驶时，需要拥有一定行驶权限，例如通过警报器提醒其他车辆避让，直接通过十字路口等等。本发明就是通过区块链技术保证私家车获得相应的行驶权限(本发明称之为优先通行权限)得到其他车辆的注意，保证车辆的优先通行，与此同时，使这种权限受到监督，不被滥用。如图1所示，本发明中相关组织主要包括四部分：

优先通行智能合约，以下简称智能合约，为运行在以太坊区块链上的自动执行的合约程序，它是有事件驱动的特殊交易；本发明将以太坊区块链作为优先通行车辆管理平台、交通管理部门与救助车辆的中介，保证优先行驶权限在公众监督下的可信转移，即区块链保证下不可篡改的特性，通过车联网技术的应用，RSU充当广播中心，提醒周围车辆注意避让，保证救助车辆快速将患者送往指定的医院。本发明中优先通行智能合约作为救助车辆、交管平台和优先通行车辆平台三者的中介，将智能合约的优势应用到权限转接的记录上来，保证去中心化和受到公众监督，不可更改，权限不被滥用。智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景。智能合约包括权限申请子合约和权限转移子合约，通过所设置的这两个子合约完成交管平台、优先通行车辆平台以及救助车辆和RSU的中介来完成对救助车辆优先通行权限的授权及其解除，以及对RSU的激活。

优先通行车辆平台：救助车辆的管理平台，接受120调动指挥中心调度，分配救助车辆，是120调动指挥中心和共享车辆的中介，负责根据交通流状态选定救助车辆，之后通过智能合约向交管平台提出救助车辆的优先通行权限申请和解除优先通行权限申请；其他职责还有对司机进行资格审查，对车辆进行审核，并对平台下所属车辆进行管理。

交管平台，由交通管理部门统一管理，负责对车流运行路线进行规划设计。智能合约的创建者，优先通行权限的管理者，可以将优先通行权限通过区块链移交给车辆，在权限使用结束后，经过优先通行车辆平台的权限解除申请，将优先通行权限撤回；所管理的RSU(Road SideUnit，路边单元设备)可以对车辆信息进行广播。

救助车辆，救助活动的实施者，受控于优先通行车辆平台管理；救助车辆通过所搭载的OBU(On Board Unit)即车载数据单元，连接区块链并与RSU以及其他车辆通信；通过所搭载的包括基本急救物品的救助包，比如绷带，酒精，止血带等设备对患者进行初步的处理。救助车辆加入优先通行车辆平台时需要通过相应的资质认证、授权，授权通过后，连入以太坊，并在优先通行车辆平台保存EOA(Externally Owned Account)和EPK(ExternallyPrivate Key)信息，其中EOA为用户账户，EPK为用户私钥。

如图2所示，本发明一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，共分为两个过程：交通管理部门及RSU的授权-规划-广播过程和救助车辆的救助过程，这两个过程相辅相成，同时进行，具体过程如下：

第一个过程：交管平台通过区块链给予救助车辆通行权限并根据车辆信息进行路径规划

步骤1.1.1，120指挥中心的急救类型分类

120调动指挥中心接到求救电话后，记录病人地址，对病人伤情进行预估，来决定启动何种救助系统，如果病情紧急，如骨折，急性阑尾炎等病况，需要大型急救设备，则使用原先的常规救助系统进行救助；如果不需要大型急救设备，则通过120调动指挥中心系统转入优先通行车辆平台进行接送服务；120调动指挥中心和车辆平台有一个接口，可以直接获知最新的患者信息，通过车辆平台向优先通行智能合约申请可以去除信息来源的信任问题。

步骤1.1.2，优先通行车辆平台选择救助车辆

优先通行车辆平台启动并录入病人的位置信息，得到病人地址后，优先通行车辆平台根据所管辖的车辆的具体位置，结合当前的交通流状态，对所属辖区内可以到达的空闲车辆发出车辆请求申请，车辆通过终端，比如手机等移动设备了解到任务后，在移动设备上确认任务。最先反馈的车辆成为救助车辆；车辆平台会对所管辖的车辆进行资格审查，对车辆进行审核，只有符合要求的车辆才被允许进入优先通行车辆平台。

步骤1.1.3，优先通行车辆平台在区块链上提交车辆信息，提交优先通行权限申请

优先通行车辆平台发送选定车辆和患者位置信息到优先通行智能合约，向交管平台提交优先通行权限申请，等待交管平台的审核。

本发明中优先通行智能合约作为救助车辆、交管平台和优先通行车辆平台三者之间的中介，通过将智能合约的优势应用到权限转接的记录上来，实现了去中心化且保证了受到公众监督，权利不被滥用。

步骤1.1.4，交管平台规划路径数组和广播数组

交管平台轮询智能合约，确认权限申请子合约内的新申请，得到申请车辆信息后，根据当时交通情况，如：拥塞状态，道路平均通行速度等情况，规划该平台所属车辆的行驶路径，最终结果，由标明道路顺序的数组即路径数组显示，路径数组用于指示车辆按照设定的路径行驶；交管平台对所有路段进行状态标识，以形成供RSU识别的广播数组。

广播数组设置方法为:将路径数组中出现过的道路编号的状态标记为1，表示状态已激活，将路径数组中未出现过的道路编号的状态标记为0，表示状态未激活；交管平台将辖区内所有道路的状态按道路编号顺序排列，组成一个数值由0和1组成的数值列即广播数组。

步骤1.1.5，交管平台添加授权变量，路径数组，广播数组到以太坊区块链上的智能合约，向车辆下达优先通行权限

交管平台根据所掌握的实时交通流状态信息，向权限转移子合约中添加新的车辆账户结构体变量，包括：

1.授权车辆节点信息，包含车辆的以太坊账户地址和对应车辆的授权状态，在本发明的优选实施例中，车辆的授权状态通过设置bool类型授权变量状态来实现，如果已授权则标记为true，如果未授权则标记为false；

2.对应救助车辆节点的路径数组，交管平台会对辖区内的所有主干道路从1开始编号，将规划的路径数组，按照道路的编号顺序排列，添加到智能合约中，用于指示车辆按照设定的路径行驶。

3.广播数组，道路的状态标识按照0和1的方式进行编排，其中1表示激活广播，0表示非激活，如下表所示，其中数组值表示救助车辆节点是否途径对应道路，1表示激活广播，0表示非激活。

如上表所示，其中1，3，7，8号路段是RSU广播激活状态，该路段内的RSU会对救助车辆节点信息进行广播；2，4，5，6号路段属于非激活状态。

步骤1.2，广播避让过程

每个路段上的RSU按照一定的时间间隔查询智能合约上的广播数组，来决定自身是否进行激活广播。RSU为路边单元设备，其一方面可以连接外部网络访问智能合约，另一方面可以参与车联网过程与周围车辆以及救助车辆进行通信，参与数据转发。RSU可以接入太坊网络，按照设定的时间间隔查询智能合约中的广播数组来确认本路段是否为广播路段，如果是对应广播路段，则关注救助车辆节点位置状态，与车辆节点进行通信，如果救助车辆与自身之间的距离满足一定条件，则广播救助车辆的节点信息到附近车辆，以提醒救助车辆注意避让，起到警报器的作用，这样在周边车辆实时避让的同时，又不干扰正常交通状况。

在本发明的优选实施例中，因为智能合约的平均反馈时间为12～13s，所以，RSU按照13s的时间间隔查询智能合约，并根据查询结果，进行下一次的查询；

RSU与救助车辆的通信间隔可以根据车辆的通行速度以及交通状况进行调整，在本发明的优选实施例中，RSU按照20s通信一次的频率与救助车辆通信，救助车辆给RSU反馈其实时位置，以供RSU参考何时启动广播。

第二个过程：车辆救助过程

车辆救助过程主要以救助车辆为主视角，描述框架流程，与上一过程相互关联，同步发生。

步骤2.1，患者营救

得到车辆平台的任务信息后，向车辆平台反馈确认信息，在被确定为救助车辆后，出发前往营救患者。

步骤2.2，车辆等待授权

车辆出发一定时间后，开始轮询智能合约，等待来自交管平台的授权，等待所规划的路径数组的更新；

以太坊区块链发生一次交易后，同步区块时间大约为13s，因为优先通行车辆管理平台申请与交管平台回复相当于两次交易发生，共约26s，加之交管平台规划时间，所以在车辆出发30s后开始轮询智能合约；

步骤2.3，送患者就医

救助车辆在接到授权后，查询智能合约的路径数组，确认从患者到救助医院的行驶路径；救助车辆接到患者后，根据路径数组，将患者送往医院。

步骤2.4，撤销授权申请与授权变量

患者送达后，优先通行车辆平台获知车辆到达信息后，向智能合约发送撤销优先通行权限申请，交管平台查询到申请后，将车辆对应的结构体账户变量内授权变量清零，如果不需该账户的话，可以删除对应救助车辆的账户变量，这样RSU也会查询到相应变化，停止广播信息，完成对救助车辆优先通行权限的撤销。

Claims (10)

1.一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，优先通行车辆平台选择救助车辆；

步骤2，优先通行车辆平台发送救助车辆信息和患者位置信息至优先通行智能合约，向交管平台提交优先通行权限申请；

步骤3，交管平台访问优先通行智能合约，对新申请的救助车辆进行授权确认和路径规划，并对路边单元设备进行广播数组规划；

步骤4，交管平台将路径数组、广播数组和救助车辆节点信息添加至优先通行智能合约；

步骤5，救助车辆依据路径数组，送患者就医；路边单元设备进行数据转发，对规划路径内的车辆进行广播和避让提醒；

步骤6，救助车辆到达目的地后，交管平台撤销救助车辆的优先通行权限。

2.如权利要求1所述的一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，所述步骤1具体方法为：优先通行车辆平台根据患者的位置信息对车辆进行筛选，仅向与患者同区域的管辖车辆发送出车请求，车辆通过终端接收到出车请求后进行确认，响应时间最短的车辆即被优先通行车辆平台选定为救助车辆。

3.如权利要求1所述的一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，所述步骤1还包括，救助车辆等待设定的时间后开始查询优先通行智能合约中的路径数组，依照所规划的路径数组送患者就医。

4.如权利要求1所述的一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，所述步骤2中，所述优先通行智能合约通过区块链进行管理；优先通行车辆平台访问区块链向优先通行智能合约提交救助车辆优先通行的权限申请。

5.如权利要求1所述的一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，所述步骤3中授权确认的具体方法为：交管平台访问优先通行智能合约，比对救助车辆是否已经注册，当用户账号为已注册账号时，授予救助车辆优先通行权限。

6.如权利要求1所述的一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，所述步骤3中路径规划的具体方法为：交管平台对辖区内所有主干道路按序编号，根据实时交通状态，对编号后的道路顺序排列，得到路径数组。

7.如权利要求1所述的一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，所述步骤3中广播数组规划的具体方法为：交管平台依据路径数组对所有的路段进行状态标识，将路径数组的路段标记为激活状态，其余路段均为非激活状态。

8.如权利要求1所述的一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，所述步骤4中，救助车辆的节点信息包括救助车辆的区块链账户地址和该车辆的授权状态。

9.如权利要求1所述的一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，所述步骤5中，路边单元设备单元按照设定的时间间隔查询优先通行智能合约中的广播数组，以确认其所属路段是否为激活状态，当其所属路段为激活状态时，路边单元设备启动广播，提醒其他车辆避让；当其所属路段为非激活状态时，路边单元设备继续按照设定的时间间隔查询优先通行智能合约。

10.如权利要求1所述的一种基于智能合约共享平台的救助车辆优先通行策略，其特征在于，所述步骤6的具体方法为：优先通行车辆平台得到救助车辆到达目的地的信息后，优先通行车辆平台向优先通行智能合约发送撤销优先通行权限申请，交管平台查询到申请后撤销对应车辆的优先通行权限。